造纸工业废水设计举例
1 设计任务与基本资料 1
1.1 设计任务 1
1.2 污水基本情况 2
2 工艺流程说明 3
2.1 设计思路 3
2.2 设计工艺流程 4
3 设计计算 4
3.1 斜网 4
3.2 平流式沉淀池 5
3.3 泵房（集水调节池） 7
3.4 气浮池 8
3.5 配水井1 13
3.6 UASB 14
3.7 接触氧化池 18
3.8 配水井2 24
3.9 污泥浓缩池： 29
4 平面布置与高程布置 37
4.1 平面布置 37
4.2 高程布置 37
5 5设备一览表 41
6 6投资估算 43
6.1 土建 43
6.2 设备 43
6.3 管路（弯头等算入平均管道价格） 44
6.4 每日电耗 44
6.5 人工费 45
6.6 药剂费 45
6.7 总计 45
设计任务与基本资料设计任务
本设计任务为某造纸厂生产废水的处理，设计处理量2000吨/日。
根据厂方提供的实验数据，进水水质数据和根据下列标准造纸工业水污染物排放标准值（GWPB2-1999）：
CODcr BOD5 SS 废水水质 5417mg/l 3440mg/l 1500mg/l 排放标准 400 100 100 污水基本情况
污水来源
该项目废水有生产废水、锅炉冷却废水和生活污水，其中生产废水占绝大部分。
i)生产废水
根据生产工艺分析，该项目为麦草爆破法制造瓦楞纸，工艺过程中不添加化学药剂，与化学法制浆造纸相比不存在难于处理的造纸黑液问题，其生产废水大部分可经处理后回用。但是在爆破法生产瓦楞纸的生产过程中仍有大量的废水产生，废水具有CODcr浓度较高，SS浓度大，含有机物质多的特点。生产废水主要来源于以下几方面
a．制浆废水
在纤维成浆、洗浆筛选等制浆过程产生含有固态物、有机物、CODcr、BOD等高浓度污染物质的废水，这部分废水由浓缩机过滤后直接排至污水站处理。
b．抄纸废水
由造纸机网部脱出的白水浑浊度较高，其中含有大量纤维等，这部分的白水经沉淀后可直接回用。
c．锅炉废水
该废水属锅炉蒸汽在爆破后的冷却水，几乎不含有杂质，锅炉冷却水量大约为锅炉用水量的80%，此类冷却水可完全循环使用，只需补充少量损耗水即可。
ii)生活污水
生活污水主要有厨房废水、卫生间污水等，该公司每天总用水量约为2吨，按生活污水排放系数为0.8计算，则每天需排放生活污水量为1.6m3，其中主要污染物为有机物、氨氮、悬浮物等，但浓度不高，该部分污水不排入本厂污水处理厂，而是和雨水一起由另一条管路外排。
爆破制浆简介
造纸主要是利用纤维原料中的纤维物质生产各类纸产品。植物细胞中的纤维为木素及其它非纤维物质所粘结，造纸制浆的任务就是要把纤维和木素、醣类等其它非纤维物质分离，提供优质纸浆进行纸的抄造。
造纸技术发展到今天，主要采用的制浆方法有化学制浆、机械制浆、化学机械制浆等工艺方法，化学制浆又分成硫酸盐法与碱法制浆、亚硫酸盐法制浆、以及原始的石灰法制浆工艺。机械制浆和化学机械制浆是一种借助机械作用从木材和非木材造纸原料中分离获取纤维的制浆方法，和化学制浆相比，纸浆得率高、污染负荷低，废水毒性小，被称为低污染的制浆方法。进入上世纪80年代，二种新的低污染制浆方法引起人们的重视，即“爆破法制浆”和“生物法制浆”。工艺流程说明
设计思路
传统的石灰法造纸工艺，产生的污染大，特别是产生的纤维素、木质素等物质不易分解，稳定性很好，即使经过生化处理的废水，里面的纤维素、木质素也很难降解。改造后的造纸工艺，由于大分子糖类物质被分解为小分子糖类物质，生化性大大提高了，并且悬浮物也较高，设计主要围绕这几个特点进行。
设计主要针对该废水高CODcr、高BOD5以及高悬浮物来进行。污水中的悬浮物主要是纤维素木质素等物质，木质素和纤维素的可生化性很低，在生化处理中几乎不降解，而且这些悬浮物进入生化反应器后，对生化反应器的运行影响较大，在UASB中，大量悬浮物会排挤UASB污泥层中的污泥，使得污泥层中的污泥几乎都是毫无生物活性的木质素、纤维素，严重影响UASB运行效果，严重时后甚至会使系统崩溃，根本无法完成其所应有的功能。所以需要在生化处理之前就必须先去除大部分悬浮物，以保证后续处理的顺利进行，目前去除悬浮物的方法主要有筛网、过滤、沉淀、气浮等等，这里使用比较便宜有效的方法：斜网、沉淀、气浮。斜网利用尼龙网的筛虑截留作用，拦截比较大的纤维素和木质素纤维，这部分纤维还可以进行回收利用，重新进入磨浆机前，以变废为宝的作用，具有很大的经济价值；沉淀池主要利用利用自由沉降、区域沉降、压缩沉降等原理去除污染物，一些沉降速度大的颗粒和纤维可以在这里去除掉；更小颗粒、更难沉降的悬浮物使用气浮去除，加压溶气气浮利用加压溶气后的水在减压状态下产生微小气泡，气泡附着于悬浮物表面将悬浮物带到水面去除，通过投加浮选剂可以提高气浮效率。
从CODcr浓度上来看，此水CODcr浓度较高，完全有必要使用厌氧进行处理，一方面厌氧可以进一步提高废水的可生化性，另一方面，厌氧对于高浓度废水的CODcr去除效率是非常高的，而且厌氧处理负荷高、能耗很小、产污泥量也非常少，直接带来占地少、一次性投资少、运行费用少、污泥处理费用少的优点。在总多的厌氧反应器中，这里选择UASB反应器，他工艺结构紧凑、处理能力大、无需机械搅拌、处理效果好、节约费用，在国内外应用十分广泛，如果能将三相分离器、进水布水装置、沉淀区流速设计完善，运行中控制好运行条件，UASB将是厌氧处理中一种非常好的反应器。
厌氧反应一般不会将污染物处理得十分彻底，所以厌氧出水后往往要设置一个好氧装置进行进一步处理。在众多的好氧工艺中，选择接触氧化法，理由如下：1.造纸废水中含有表面活性剂，如果使用活性污泥法处理，那么将会在水面产生大量泡沫，严重干扰生产进行；2.生物接触氧化法有如下优点：体积负荷高，处理时间短；生物活性高，生物多样化，传质效果好；生物浓度高，污泥产量低，无需回流；出水稳定，动力消耗相对较低；挂膜比较方便，时间较短；无污泥膨胀问题。
从CODcr和BOD5的比值（0.635）来看，该废水的可生化性非常好，加上厌氧处理后，废水完全适合生化处理。
根据以上分析，我确定使用图2-1所示的工艺流程进行处理。
设计工艺流程
说明：1.原水经过斜网收浆，一方面去处大量悬浮物，另一方面可以回收纸浆，节约资源。2.沉淀池进一步去除SS。3.集水调节池一方面作为提升泵的集水池，另一方面对水质水量进行调节均和。4.气浮池可以将悬浮物去除的比较彻底。5.UASB进行厌氧处理，能去除大部分COD和BOD。6.UASB厌氧不能够将COD浓度降的很低，生物接触氧化池进一步降低COD、BOD浓度。7.经过二沉池去除悬浮污泥，出水进入氧化塘。设计计算
斜网
为了回收废水中的纤维并降低废水中SS的含量，在工艺的前端设置收浆系统。常规的收浆方式有斜网收浆和圆网收浆，该工程采用斜网收浆。滤网采用60目尼龙网，以保证浆的回收量和出水水质，降低后续工艺的负荷。
进水：CODcr5500mg/l，BOD53500mg/l，SS1500mg/l；
设计计算：使用60目尼龙网
取斜网的水力负荷为：
q=16m3/(m2.h)
那么需要斜网的有效面积为：
算上装配斜网所需的面积，并且考虑到在生产过程中部分网面是被纸浆覆盖，所以总面积取12m2
根据经验数值对SS的去除率为：40％
保险起见，我们认为该步骤对BOD5，CODcr不去除。
这样可以得到出水：
CODcr5500mg/l，BOD53500mg/l，SS900mg/l。
平流式沉淀池
根据该厂以往的实际运行数据，沉淀池对CODcr去除率38.7％，对BOD5去除率：36.1％，为保险起见，都假设去除率为30％
加絮凝剂后，平流式沉淀池对SS去除率50％，
进水：CODcr5500mg/l，BOD53500mg/l，SS900mg/l；
则出水：CODcr＝3850mg/l，BOD5＝2450mg/l，SS=450mg/l；
尺寸设计：
池子总表面积：设表面负荷为q‘＝1.2m3/(m2.h)，沉淀时间t＝1h，设计平均流量Q＝83.3m3/h；
设计最大流量Qmax＝100m3/h，
所以池子总表面积为：
沉淀部分有效水深：
沉淀部分有效容积：
池总长：（设水平流速为v=4mm/s）
池子总宽：.
由于水量小，总宽较小，为经济考虑，设置一格即可。
校核：
长宽比：
符合条件；
长深比：
符合条件。
每日沉淀池产生的污泥量：
其中：
——进出水悬浮物含量差值，kg/m3；
——污水的密度，近似取1000kg/m3；
——含水率，取95；
——1天；
计算得：
泥斗的设计：
根据泥斗的设计规则，斗倾角55-60度，这里取60度，由于上底边已经固定，取下底边500mm，可以算出高为：
根据以上数据布置泥斗的尺寸设计如图3-1：
图3-1
计算泥斗体积：上式中h为泥斗的高，为泥斗上下表面的表面积，
由于每日泥的总体积为18立方，那么可以设计为一天排泥2次，每次排泥9个立方即可。
池子的总高：
取池子的缓冲层高h3＝0.5m，
取池底坡度为i＝0.01，则斗高与坡降高度：
h4＝2.9+（21.6-4.22+0.8）×0.01＝3.08m
取超高：h1＝0.3m
总高
选择GL-4×25型链板式刮泥机。
根据以上计算结果，作沉淀池的详细尺寸图。
泵房（集水调节池）
由于水量比较小，为了节省开支，不单独设置调节池，这里将集水池做大一些，可以作为调节池用。由于时变化系数为1.2。即最大时流量为：100m3/h，最小时流量为69.4m3/h，我们可以按照水量最不均匀的情况计算，即12小时最大流量，12小时最小流量来进行设计，只要池子满足该条件，就一定能满足调节要求。
图3-2
调节池容量为超出平均值部分的面积：
，
设置长宽高分别为：11m，6m，3.1m，有效容积为204.6m3；
设置超高0.3m，则总高3.4m；
泵的选择：
根据扬程流量来，高程计算得到，在第四章高程布置中选择。
气浮池
压力溶气法特点
1．在加压情况下，空气的溶解量增加，供气浮用的气泡数量能得到很大程度的满足，从而确保了气浮净水效果。
2．溶入的气体经骤然减压释放，产生的气泡不仅尺寸微细、均匀，而且上浮稳定，对液体扰动小，因此，能适用于疏松絮粒、细小颗粒的固、液分离。
3，工艺设备比较简单，管理、维修也方便。
因此，压力溶气气浮法的应用范围较广，采用的单位最多，且大、中、小规模给水与废水处理均能适应，故而，对其基本原理及技术性能的研究也较深入和有系统性。
设计计算过程
根据经验，气浮对悬浮物去除率为50％，对CODcr、BOD5去除率20％，
进水：CODcr＝3850mg/l，BOD5＝2450mg/l，SS=450mg/l
那么出水就为：CODcr＝3080mg/l，BOD5＝1960mg/l，SS＝225mg/l
所取参数：接触室上升流速：10mm/s，气浮分离室速度：1.5mm/s，溶气罐过流密度：暂取100m3/（m2.h），设备标准化时向>100m3/（m2.h）取值，压力定为2.5kg/cm2，气浮池分离室停留时间取20min。
共设置一个气浮池。
设计计算：
取试验回流比为＝10％，试验条件释气量为：＝40L/m3，校正系数ψ＝1.2，
则需要的空气量为：
所需要空压机的额定气量为：
其中：为空压机效率系数，为空压气额定气量；
加压溶气罐所需水量：（以10查）
其中：
为实际回流量；
为该温度下溶气效率，80％；
P为溶气罐压力，2.5kg/cm2；
为该温度下溶解度常数。
实际回流比：
压力溶气罐设计：
知初取过流密度为：L＝100m3/（m2.h）；
溶气罐直径：
设备标准化取Dl＝0.3m，
那么实际过流密度：
溶气罐高度：
填料层高度：
式中：
——溶气罐进水中空气溶解量，mg/l；
——溶气罐出水中空气溶解量，mg/l；可以由下式计算：，其中为空气的干重，
——为与溶气罐等压时候平衡时水中空气溶解量，mg/l；计算公式为：
计算得：
所以溶气罐高度：
，
其中：
——罐顶、底封头高度；
——布水区高度，取0.3m；
——储水区高度，取1m；
接触室尺寸：
已知上升流速：，则接触室表面积：
接触室宽取，则其长度（就是气浮池宽度）为：
分离室：
分离室流速为：
；
则其面积为：
长度为：
水深与容积：
（t为分离室停留时间）
容积
图3-3
时间校核：
接触室接触时间：
总停留时间：
出水堰：
出水堰使用90度三角堰出水，堰高110mm，堰上水头65mm，查《简明排水设计手册》90页三角堰流量表，知65mm水头三角堰出水量为：130.29m3/d；
共用出水堰：2000/130.29＝16个，设计草图如图3-4：
图3-4
11．加药
使用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺(PAM)
根据经验确定其投加浓度分别为5～20mg/L（聚合氯化铝）和0.2～1.0mg/L(聚丙烯酰胺)
这里取聚合氯化铝投加浓度为：10mg/L，PAM投加浓度为1mg/L；
每日聚合氯化铝投加量：，
所以每日使用10％的聚合氯化铝200kg
每日PAM投加量：
加药控制：
聚合氯化铝：使用1m3的塑料桶盛装，每日配制一次，将200kg10％的聚合氯化铝加入桶中加水至1m3，稀释为2％投加，投加流量0.694L/min。
聚丙烯酰胺：使用1m3的塑料桶盛装，每日配制一次，将2kg聚丙烯酰胺加入桶中加水至1m3，稀释为0.2％投加，投加流量0.694L/min。
12．设备：
释放头选用TS-型释放器，单个流量0.76m3/h，需要释放器9.21/0.76＝13个
回流泵选用2台（1用1备）WQ10-10-0.75型污水泵，功率0.75kw。
空气压缩机选择2V-0.3/7型空气压缩机，参数如表3-1：
表3-1
配水井1
取v=0.1m/s
水力停留时间T＝3s,则
超高设为0.3m，则H=1.8m
UASB
UASB特点
这种工艺的基本出发点在于：
1．只要能提供有别污泥絮凝并能够保持良好的絮凝污泥的物理条件，厌氧污泥既能够获得和保持良好的沉降性能。
2．污泥床可以看作是一个独立的，或多或少具有本身特性的流化段，在良好的污泥床内常常可以形成一个比较稳定的生物相。
3，从污泥床内流失的粒子或絮休，可采取在反应器内形成一个静止区，使污泥粒在此处絮凝、沉陷以及返回到反应区内。
UASB反应器与其它厌氧工艺相比，有以下特点：
污泥回流和机械搅拌一般维持在最低限度，甚至完全取消；
在反应器的上部安装一个气—液—固三相分离系统，消化液所携带的污泥能自动返回到发酵区内。
设计计算
参考其他造纸废水的处理，结合本爆破制浆造纸废水可生化性较好的特点，选取容积负荷为：
Ue＝6kgCODcr/(m3.d)；
根据经验，取CODcr去除率为70％，BOD580％，设对悬浮物无去除；
知进水：CODcr3080mg/l，BOD51960mg/l，SS225mg/l；
那么出水：CODcr924mg/l，BOD5392mg/l，SS225mg/l；
UASB的总有效体积：
其中：
——进出水CODcr浓度，kg/m3；
使用两个UASB反应池，设每个高5m，长12m，那么宽约为6m，验算总有效容积为：12×5×6×2＝720m3，符合要求；
图3-5
计算水力停留时间：
反应区平均上升流速：
（其中A为上表面积）；
符合在0.1-0.9m/h的范围内；
出水堰的设计：
设计规则为：
当堰上水头h＝0.021m-0.200m时，堰流量：;
当h=0.301m-0.350m时，堰流量：；
当h＝0.201m-0.300m时，用以上两公式计算求平均值；
由于水量较小，这里试取堰高60mm，堰上水头25mm，
那么可以计算每个堰的流量为：0.138L/s，即11.92m3/d，
则每个UASB池子共需要堰口1000m3/d÷11.92m3/d＝84个，
那么根据堰口的数量UASB的宽度，设置两个出水堰，每个出水堰双面出水，每一边的堰口数量为21，那么可以设计出水堰单元如图3-6：
图3-6
三相分离器的设计：
三相分离器沉淀区面积即为反应器的水平面积，那么沉淀区的平均负荷率为：，小于1，符合要求；
根据相关设计的原则，设计如图3-7（单元三相分离器），各部分的尺寸也如图3-7所标注：
图3-7
每个UASB刚好放置6个三相分离器单元，
为保证三相分离器有较好的三相分离功能，下面验算各控制面的流速：
下三角集气罩之间的面积为：
缝中水流上升流速：
，
符合要求；
同理可得上三角集气罩的回流缝间的速度为：
，
符合要求；
回流缝截面速度为（即上下三角罩之间的垂直缝隙间水流速度）：
进水配水系统及管路设计：
A．进水三角堰：
两个UASB共4个进水堰，每条堰500m3/d，每条堰长12m，
设堰上水头25mm，堰高60mm，查个《简明排水设计手册》知25mm堰上水头流量为11.92m3/d，
需要堰个数：500/11.92＝42个
堰间距：12m/42＝285.71mm
单位三角堰与出水堰一样，这里就不再重复作图。
在图纸上的大图也一样。
B．布水管：
如附图中布置，每个池子开48个孔，孔径d＝12mm，孔出水流速：
穿孔管使用DN25的塑料管（计算内径27），进水管使用DN40（计算内径43）的塑料管。（内外径参数见表3-2）
表3-2
验算：DN40塑料管流量为：2000/24/2/12＝3.47m3/h，查水力计算表得到1000i＝9.64m，v＝0.57m/s，2个45度弯头局部阻力系数0.35，每管道长约8.2m，出流孔口局部阻力系数1.06，则阻力：
也就是说水面到支管进水的落差0.5m够用，水能够顺利流入UASB。
接触氧化池
知进水：CODcr924mg/l，BOD5392mg/l，SS225mg/l；；
那么出水目标：CODcr400mg/l，BOD5100mg/l，SS（225mg/l＋污泥增长部分）；
接触氧化池的特点
(1)供微生物固着生长的填料，全部掩没在污水之中，相当于一种浸没在污水中的生物滤池，所以又称为淹没式生物滤池。
(2)采用与曝气池相似的曝气方法，提供微生物氧化有机物所需要的氧量，并起搅拌混合作用。相当于在曝气池中添加填料，供微生物栖息繁殖，所以又称接触曝气池。
(3)净化污水主要依靠填料上的生物膜的作用，但池内尚存在一定浓度类似活性污泥的悬浮生物量，对污水也有一定的净化作用。所以，生物接触氧化池是一种具有活性污泥法特点的生物膜法处理构筑物。它综合了曝气池和生物滤池两者的优点。
生物接触氧化池已在我国城市污水和工业废水处理中获得广泛应用。它除可以用于污水的二级处理外，尚可用污水的三级处理和水源微污染的预处理。
生物接触氧化池具有容积负荷高、停留时间短、有机物去除效果好、运行管理简单和占地面积小等优点。但如果设计或运行不当．容易引起滤料堵塞。
设计计算
1．有效容积（填料容积）为：
参照相关接触氧化的工程实例，我们取接触氧化的有效溶剂负荷为1.2kgBOD5/（m3.d），那么有效容积为：
,
其中：
为进出水的BOD5浓度差；
2．有效停留时间：
3．取填料层高为3m，填料层上表面积为：
，
分成两个池子，每个池子分成六格，每格有效尺寸为：3.1m×4.5m；
实际有效体积为：502.2m3；
图3-8
具体池子布置见所附图纸；
4．核算总体积：
根据经验，可以取填料上水层高度为h2＝0.5m，填料层下部配气区高h4＝0.8m，超高h1＝0.6m，
总高：
H＝0.6+0.5+3+0.8＝4.9m，
水区高：
H1＝0.5+3+0.8＝4.3m，
根据实际图纸，水所占体积为：
V＝10×9.3×4.3×2个＝799.8m3，
5．实际停留时间：
计算需要空气量
参照活性污泥法空气需求量的计算，
式中：
——有机物被氧化的需氧系数，即单位重量的有机物需要的氧量，取0.6；
——好氧系数，参照活性污泥法的取值；即生物内源呼吸消耗单位重量的污泥需要的氧量，取0.1；
——进出水的BOD5浓度，kg/m3；
X——参照活性污泥浓度取值，3kg/m3；
计算得：
在标况下需要空气体积：
＝501.09÷32×22.4÷0.21＝1670.3m3；
利用穿孔管曝气，氧转移率取8％，保险系数取1.5，
那么实际需要的空气量为：
1670.3÷8％×1.5＝31318m3；
气水比为：31318÷2000＝15.7：1，
穿孔管路设计：
穿孔管孔径取d＝2.0mm，穿孔管选用DN32硬质PVC管，内径34mm。
表3-3
孔口空气流速取v=12m/s，出气孔距水面4.05m，此处压强为1.4倍大气压，
每个孔每日流量：
每个池子需要的孔数为：，
根据图纸中的进气管路，共30根进气支管，
每根支管设置孔：3442/30＝114个，
支管上穿孔管分支图如图3-9：
图3-9
每个穿孔管孔布置示意图如图3-10：
图3-10
开孔草图如图3-11：
图3-11
孔成对出现，每个穿孔管开2对，那么总共开孔：
验算：
每个孔流量：q=31318/1.4/2/3360＝3.33m3/d，
孔口流速：,
符合大于10m/s的条件。
10．风机选择：
净水压为4m，加上管路损失，选择压力5m的风机，分流量为22m3，选择3台（2用1备）如下型号罗茨风机：
D22×32-15/5000，风量15m3/min，风压5m，配用电机22kw。
配水井2
配水井直径
取上升流速v=0.1m/s
配水井高
水力停留时间T＝3s,则
超高设为0.3m，则配水井高H=1.8m
3．9二沉池
二沉池需要达到的目的就是去除悬浮物，目标就是出水悬浮物<100mg/l；
取负荷
二沉池表面积：
二沉池直径：
，取D＝14m
实际二沉池表面积：
实际负荷：
沉淀部分有效水深：（取沉淀时间2h）
有效水深：
实际沉淀时间：
总高：
设置超高为：
；
池底缓冲区高：
；
池底坡度：
i＝0.05；
边缘总高为：
；
沉淀部分有效容积：
设计出水堰：
出水堰处半径为6300mm；
出水堰周长：
根据《简明排水设计手册》90页90度三角堰流量表，
选择25mm堰上水头出水，单个堰流量为：11.92m3/d；
需要堰的个数为：2000/11.92＝168个
每个堰高60mm；
每个堰单元宽：39.6m/168＝236mm；
堰的设计草图如图3-12：
图3-12
泥斗：
泥斗设计如图3-13所示：
图3-13
存泥区容积为整个大圆台体积减去中间混凝土部分的体积：
整个大圆台体积：
上表面积：
；
下表面积：
中间混凝土部分体积;
上表面积：
下表面积：
所以泥斗存泥区容积为：1.87-0.41＝1.46m3
二沉池沉淀的污泥量为：
去除原有悬浮物产生的污泥;
产生的污泥体积为：
其中：
——进出水悬浮物含量差值，kg/m3；
——污水的密度，近似取1000kg/m3；
——含水率，取99.2；
——1天；
计算得：
生物膜增长而脱落的污泥：
一般接触氧化法污泥增长比率为
0.3-0.5kgMLVSS/kgBOD5：
这里取0.4kgMLVSS/kgBOD5；
所以增长污泥量为：
0.4×2000×（0.392-0.1）＝233.6kg
含水量也取99.2％，
可以计算排泥时间为：
即35min排泥一次即可。
进水稳流板：
为了让进水均匀，进水口附近设置进水稳流板，稳流板面积为过水面积的10％-20％，将稳流板设置在半径1200mm处，高350mm，此处水深1890mm，稳流板面积为过流面积的：350/1890＝18.5％，符合条件。
设备：
表3-4
根据如表3-4选型表，选择XZG-14型。
出水流入氧化塘。
污泥浓缩池：
剩余污泥量：
一般情况下接触氧化法不用回流，所以剩余污泥量就是各去除悬浮物的构筑物产生的污泥量之和，主要有：
初沉池产生的污泥；
质量：
体积：18
气浮池产生的污泥；
气浮池对悬浮物的去除从450mg/l变为225mg/l，
那么去除的悬浮物质量为：
；
设含水率为99％
体积为：
二沉池产生的污泥：
质量：
体积：31.25+29.2＝60.45
那么总共的剩余污泥量为：
总质量：mz＝900+450+483.6＝1833.6
总体积：Vz＝18+45+60.45＝123.45
但是对于初沉池来说，含水量比后面池子产生的污泥小，就直接进入压滤机，不经过浓缩池。
所以进入浓缩池的污泥，
净质量：
m＝450+483.6＝933.6kg/m3
总体积：
V=45+60.45=105.45m3；
总含水率：
剩余污泥泵房将污泥送至重力浓缩池，浓缩池采用竖流式；中心进水，周边出水，底部排泥；形式见图3-14：
图3-14
污泥含水率P1=99.1%；设计浓缩后含水率P2=97%。
浓缩池沉淀部分上升流速v一般不大于0.1mm/s，可取0.1mm/s；
固体负荷q=30-50kgss/(m2.d)，保险起见这里取30kgss/m2.d，
1．浓缩池所需表面面积A：
A=m/q＝933.6/30＝31.12；
设置1座池子
则直径为
，取成6.0m
核算表面积：；
核算负荷：；
符合条件。
2．浓缩池有效水深h2为：，其中T为浓缩时间，取10小时，
其中v取0.1mm/s
3．中心进水管上升流速v/可取为0.1m/s，
则中心进水管管径为：
管径标准化后取125mm钢管，
校核上升流速：
喇叭口直径为：
d1=1.35d＝168.75mm；
喇叭口高度为：
h/=1.35d1＝227.8mm
4．浓缩池底部设置污泥斗，直径可采用D/4，下直径取D/6，污泥斗夹角可设置为50o；
则斗高为：
5．浓缩后污泥量为：
。
上层清液量为：105.45-31.6＝73.85
6．浓缩池总深度：
；
式中：
h1—超高，取0.3m；
h2—有效水深；
h3—中心管与反射板之间距离，取0.5m；
h4—缓冲层高度，取0.3m；
h5—泥斗高度。
－坡高，（6-1.5）/2×0.05＝0.113m；
7．出水堰采用锯齿形，堰口出流负荷不宜大于1.7L/（m·s）；出水堰前设置浮渣挡板和刮渣板。
设堰上水头H1＝0.021m，
查《简明排水设计手册》90页三角堰流量表知每个三角堰的流量是：
0.089L/s，7.69；
堰的个数为：n＝73.85÷7.69≈10个；
单个堰高用60mm，
总流量：
集水槽宽度：
出水槽宽度0.25m，
三角堰中心距：
图3-15
8．污泥浓缩机：
查《给水排水工程快速设计手册》-4-给水排水设备：
表3-5
型号 池径（m） 周边速度（m/min） 电动机功率（KW） 重量
（kg） NG-6 6 1.5 0.8 2500
3．11压滤
需要压滤的污泥体积为：
31.6+18＝49.6m3/d
其中悬浮物干重：
1833.6
选择型号如表3-6：
表3-6
型号 过滤面积（m2） 筐内尺寸（mm） 滤筐厚度（mm） 滤板数（片） 滤筐数（片） 装料容积（m3） 最大滤饼厚度（mm） BAJZ15A/800-50 15 800×800 50 13 12 0.3 20
3．12各部分管路管径：
表3-7
利用重力流，管道中流速一般控制在0.7m/s-1.5m/s范围内，使用铸铁管道，
用流速1m/s逐步试算出最适合管径。
斜网之前使用明渠；
斜网和沉淀池之间，最大流量为100m3/h,最小流量69.4m3/h；
若取DN150mm铸铁管，计算内径147mm，
若取DN200mm铸铁管，计算内径198mm，
流速太低可能产生堵塞的问题，所以选择DN150mm铸铁管比较好。
沉淀池与集水池之间，最大流量为100m3/h,最小流量69.4m3/h；
该部分管径选择同上。
泵与气浮池之间，平均流量83.3m3/h；
流量83.3m3/h，速度用1m/s试算，
选取DN150mm铸铁管，计算内径147mm，
流速：
气浮池与两UASB之间，配水井前83.3m3/h，配水井后流量41.7m3/h；
配水井之前管道：
流量83.3m3/h，速度用1m/s试算，
选取DN150mm铸铁管，计算内径147mm，
流速：
配水井之后管道：
流量83.3m3/h，速度用1m/s试算，
选取DN125mm铸铁管，计算内径125mm，
流速：；
两个UASB与两个接触氧化池之间，流量41.7m3/h；
同上，选取DN125mm铸铁管；
两个接触氧化池到二沉池之间，配水井前41.7m3/h，配水井后流量83.3m3/h；
同上，配水井前选择DN125mm，配水井后选择DN200mm铸铁管，计算内径198mm，流速
平面布置与高程布置
平面布置
污水处理厂平面布置见污水平面布置图
污水处理站平面布置的特点
在该污水处理站设计中，将污水处理构筑物和污泥处理构筑物都按一字型排列，布置紧凑，流线清楚。由于该处理站属于企业建设，所以在按照一些规范布置的同时也要考虑企业的经济承受力：
1)办公室设置在下风向或者与主导风向垂直的地带；
2）各构筑物间距适当
3)污泥处理区可以离大门近一些或者放置于后门处，以便拉运污泥；
4)在建筑物之间都留有宽度足够的路，方便建筑设备维修时候，车辆和工人出入。
5)厂区内道路设计考虑工作人员可以顺利地到达任何一处。道路两旁应留出绿化带及适当间距，种草种树。
构筑物的布置
1）各处理单元构筑物的平面布置。处理构筑物是污水处理站的主体建筑，在作平面布置时，根据各构筑物的功能要求，结合地形和地质条件确定它们在厂区内平面的位置，作如下考虑：（1）贯通连接各处理构筑物之间的管、渠，应便捷、直通，避免迂回曲折；（2）基本在处理构筑物之间应保持一定的间距，以保证敷设连接管、渠的要求（3）各处理构筑物在平面布置上，应考虑尽量紧凑；（4）办公室设置在主导风向垂直的地带，以免产生的气味影响人的正常生活。
2）处理站内道路规划。在厂区内设置环状道路，方便运输，路边种植树木美化处理站内环境。
3）配套设施如路灯等要安装好方便夜里巡视。水池旁要放置救生圈。
4）预留部分用地，方便以后增加处理设施。
5）一些不太重要的细节部分根据企业经济承受能力可以适当变化。
高程布置
概述
为了降低运行费用和便于维护管理，污水在处理构筑物之间的流动，以按重力流考虑为宜（污泥流动不在此列）。厂区内主程布置的主要特点是先确定最大构筑物的地面标高和水面设计标高，然后根据水头损失通过水力计算递推前后构筑物的各项控制标高。
根据排放后面氧化塘的水面标高和地面标高确定二沉池水面标高，推求各污水处理构筑物的水面标高。根据各处理构筑物结构稳定性，确定处理构筑物的设计地面标高。
根据各管路水头损失和各构筑物的水头损失的估算，绘制图2——高程图。
构筑物阻力估算
表4-1
处理构筑物的水头损失
构筑物名称 水头损失/cm 构筑物名称 水头损失/cm 格栅 10—25 沉砂池 10—25 [1]装有旋转式布水器 270-280 沉淀池 平流式 20-40 [2]装有固定喷洒布水器 450-475 竖流式 40-50 混合池或接触池 10-30 辐流式 50-60 污泥干化厂 200-350 双层沉淀池 10-20 配水井 10-20 曝气池 污水潜流入池 25-50 混合池（槽） 40-60 污水跌水入池 50-150 反应池 40-50
管路阻力粗算
为了更好地设置高程，现对管路进行粗略地计算；考虑到以后管壁性质的变化，将计算值乘以1.5，并尽量向大取整作为实际管路损失。
斜网和沉淀池之间：
DN150mm铸铁管，最大流速1.57m/s，长度约1.9m，2个90度弯头，2个闸阀；
查水力计算表，1000i＝32.8m，弯头局部阻力系数0.72，闸
阀局部阻力系数0.1；
阻力为：
取0.41m
沉淀池和泵房集水池之间：
DN150mm铸铁管，最大流速1.57m/s，长度约9m，3个90度弯头，2个闸阀；
查得数据同上，阻力为：
取0.9m
泵房与气浮池之间；
DN150mm铸铁管，流速1.31m/s，长度约9.5m，5个90
度弯头，2个闸阀；
查水力计算表，1000i＝22.0m，弯头局部阻力系数0.72，闸阀局部阻力系数0.1；
阻力为：
取0.81m
气浮池与配水井1之间；
DN150mm铸铁管，流速1.31m/s，长度约7m，2个90度
弯头，2个闸阀；
查水力计算表，1000i＝22.0m，弯头局部阻力系数0.72，闸
阀局部阻力系数0.1；
阻力为：
取0.45m
配水井1与UASB之间；
1．分支前：DN125mm铸铁管，流速0.94m/s，长度约0.5m，2个90度弯头，1个三通，1个闸阀；
查1000i＝15m，弯头局部阻力系数0.65，三通局部阻力系数1.5，闸阀局部阻力系数0.15；
2．分支后：DN100mm，流速0.74m/s，长度约4m，1个90度弯头，1个闸阀；
查1000i＝12.3m，弯头局部阻力系数0.63，闸阀局部阻力系数0.2；
阻力为：
取0.33m
UASB与接触氧化池之间；
合流前，DN100mm，流速0.74m/s，长度约4m，1个90度弯头，1个闸阀
查1000i＝12.3m，弯头局部阻力系数0.63，闸阀局部阻力系数0.2；
合流后，DN125mm铸铁管，流速0.94m/s，长度约8m，3个90度弯头，1个三通，1个闸阀；
查1000i＝15m，弯头局部阻力系数0.65，三通局部阻力系数1.5，闸阀局部阻力系数0.15；
阻力为：
取0.54m
接触氧化池与配水井2之间；
DN125mm，流速0.94m/s，长度约6.2m，90度弯头3个，闸阀2个；
查水力计算表得1000i＝15m，弯头局部阻力系数0.65，闸阀局部阻力系数0.15
阻力为：
取0.3m
配水井2与二沉池之间；
DN200mm，流速0.75m/s，长度约11m，两个闸阀；
查水力计算表得1000i＝5.27m，闸阀局部阻力系数为0.1，
阻力为：
取0.3m
说明
各管路损失确定以后，导致初沉池、集水池完全在地面一下，这里对超高进行调整，将这两个池子的超高加高，以达到超过地面300mm以上。
选泵
提升泵：
选择条件：水量2000m3/d，扬程由于调节池中水量变化，所以按最低水位m确定最大扬程，经过高程分析，应该>9.6m；
在《给水排水工程快速设计手册》-第4册-给水排水设备，选择100NWL100-18型污水泵，参数如表4-2：（一用一备）
表4-2
泵型号 流量m3/h 扬程
（m） 转速（r/min） 效率（％） 配用功率（kw） NPSHr（m） 100NWL100-18 100 18 1450 65 11 3.5
初沉池污泥泵：
初沉池与污泥浓缩池高差为3.31m，每日污泥流量只有18m3，每日排两次，泵需要的条件只要达到扬程条件和每次能排泥达到9m3即可，选择泵型如表4-3：
表4-3
型号 流量Q（m3/h） 扬程（m） 转速（r/min） 功率（kw） 效率（％） 叶轮直径 重量（kg） 轴功率 电机功率 1PN 7-10 14-12 1430 1.3-1.5 3 21-35 204 120
二沉池污泥提升泵：
二沉池到污泥浓缩池的高程为1.23m，每日污泥量60.45m3，35min排泥一次，只要每次在35min内能排掉1.45m3的泥即可，选择泵型和初沉池泵型一样。
表4-4
型号 流量Q（m3/h） 扬程（m） 转速（r/min） 功率（kw） 效率（％） 叶轮直径 重量（kg） 轴功率 电机功率 1PN 7-10 14-12 1430 1.3-1.5 3 21-35 204 120
5设备一览表
表5-1
序号 构筑物名称 构筑物数量 该构筑物使用的设备 名称 型号 数量 单台功率KW 1 斜网 1 斜网 60目尼龙 8m2 2 平流沉淀池 1 泥浆泵 1PN 1+1 3 3 刮泥机 GL-4×25 1 0.4 4 泵房 1 提升泵 100NWL100-18 1+1 11 5 气浮池 1 溶气罐 用户定做 1 0 6 压缩机 2V-0.3/7 1+1 2 7 释放头 TS- 13 8 回流泵 WQ10-10-0.75 1+1 0.75 9 UASB 2 进水管 DN40PVC 296m 10 穿孔管 DN25PVC 53m 11 接触氧化池 2 风机 D22×32-15/5000 2+1 22 12 进气阀门（碟阀） D971X-0．6，100mm 60 13 填料 软性填料 502.2m3 14 塑料管（作穿孔管） DN32 386.4m 15 进气支管
弯头 DN100
DN100弯头 600m
120个 16 二沉池 1 刮泥机 XZG-14 1 0.75 17 污泥提升泵 1PN 1+1 3 18 污泥浓缩池 1 污泥浓缩机 NG-6 1 0.8 19 板筐式压滤机 1 板筐式压滤机 BAJZ15A/800-50 1 20 输水
铸铁管 DN200 DN200 22m DN150 DN150 29mm DN125 DN125 30m DN100 DN100 32m 21 排泥管路 DN200 DN200 80m 6投资估算
土建
表6-1
构筑物名称 体积（m3） 单价(万元/m3) 总价（万元） 沉淀池 387 0.03 11.61 泵房集水井 423 0.03 12.69 气浮池 43 0.03 1.29 UASB 1195 0.03 35.85 接触氧化池 951 0.03 28.53 二沉池 277 0.03 8.31 污泥浓缩池 136 0.03 4.08 总计 3412 0.03 102.36
设备
表6-2
设备名称 型号 数量（台、个）
（带损耗） 单价（万元/台、个） 总价（万元） 斜网 60目尼龙 12m2 0.05 做三相分离 6mm钢板 408m2 20 泥浆泵 1PN 4 0.8 3.6 板式刮泥机 GL-4×25 1 3 3 提升泵 100NWL100-18 2 1.5 3 溶气罐 10mm钢板 2.7m2 0.3 压缩机 2V-0.3/7 2 0.8 1.6 释放头 TS- 13 0.005 0.065 泵 WQ10-10-0.75 2 0.3 0.6 风机 D22×32-15/5000 3 3 9 填料 软性填料 503m3 0.01 5.03 填料支架 自己焊接 100m3 0.005 0.5 刮泥机 XZG-14 1 10 10 污泥浓缩机 NG-6 1 5 5 板筐压滤机 BAJZ15A/800-50 1 12 12 安装 设备价格的10％ 7.37 总计 81.13 注：对于一些非标准件，不按照单价计算。
管路（弯头等算入平均管道价格）
表6-3
管路公称直径 材料 长度（m） 重量（吨，设损耗系数1.2） 单价（万元/吨或元/米） 总价（万元） DN25 PVC 53 0.1313 1 10.538 DN32 PVC 390 8.1843 DN40 PVC 296 0.2724 DN100 PVC 600 1.9500 DN200 铸铁 91 50 0.455 DN150 铸铁 29 45 0.131 DN125 铸铁 30 40 0.12 DN100 铸铁 32 35 0.112 总计 11.356 注：1.pvc管材价格按照平均每吨价格粗算，根据管壁厚度与直径确定。
2.pvc比重1.5。
每日电耗
表6-4
设备名称 工作台数 单台功率（KW） 每日工作时间（h） 日电耗（度） 电价（元/度） 日电费（元） 平流沉淀池泥浆泵 1 3 2.6 7.8 0.6 4.68 平流沉淀池板式刮泥机 1 0.4 24 9.6 0.6 5.76 泵房提升泵 1 11 24 264 0.6 158.4 气浮压缩机 1 2 24 24 0.6 14.4 气浮回流泵 1 0.75 24 18 0.6 10.8 风机 2 22 24 528 0.6 316.8 二沉池刮泥机 1 0.75 24 18 0.6 10.8 二沉池污泥泵 1 3 8.7 26.1 0.6 15.66 污泥浓缩机 1 0.8 24 19.2 0.6 11.52 总计 544.82 年总电费：19.9万元
人工费表6-5
岗位设置 人员数量 月薪（元/月） 总工资（元/月） 站长 1 1000 1000 化验员 3（3班） 900 2700 斜网收浆员 9（3班） 800 7200 全站值班员 1 800 800 运行状况负责人 3（3班） 800 2400 气浮药剂投加员 3（3班） 800 2400 总计 17 16500 年人工费：16.8万元药剂费
表6-6
药剂名称 每日使用量（Kg） 每年使用量（吨） 价格
（万元/吨） 年费用
（万元） 10％聚合氯化铝 200 73 0.5 36.5 聚丙烯酰胺 2 0.73 3.2 2.336 总计 38.836 总计
表6-7
一次性建设费用 194.85万元 年运行费用 78.536万元
5m
12m
6m
V2
V1
斜网收浆
沉淀池
集水调节池与泵
气浮池
UASB
生物接触氧化池
二沉池
至氧化塘
原水
污泥浓缩池
压滤机
污水线路
污泥线路
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